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Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, High-speed Kameras,
High-speed Vision, Slow Motion und High Speed Video - was ist das?

Die Geschichte

Die Geburt der Hochgeschwindigkeitsfotografie

Die Erfindung bzw. die Entdeckung liegt länger zurück als man vielleicht denkt:

Die erstmalige Erwähnung des Einsatzes der Hochgeschwindigkeitsfotografie verdanken wir einem der ersten Pioniere der Fotografie, William Henry Fox Talbot. Sie geht auf das Jahr 1852 zurück. Die damals verfügbaren langsamen Verschlüsse und die Objektive mit kleiner Öffnung genügten für Lichtbilder von ruhenden Objekten, verwehrten aber noch das Studium bewegter Objekte. Fox Talbot war daran interessiert Fotografien von bewegten Objekten zu machen und suchte nach geeigneten Methoden. Die Alternative zu langsamen Verschlüssen und Objektiven war der Einsatz einer Lichtquelle mit hochintensiven und kurzen Blitzen, mit der die Objekte beleuchtet werden konnten.

Um so eine Aufnahme zu machen war eine Kamera mit einem offenen Verschluss nötig, die in einem abgedunkelten Raum auf das Objekt gerichtet war. Es war bereits bekannt, dass die Leydener Flasche, der Vorläufer unseres heutigen Kondensators, eine hohe Spannung für eine plötzliche Entladung speichern konnte, um einen kurzen, intensiven Funken zu erzeugen.

Bei einer Vorführung für die Royal Society spannte Fox Talbot eine Ausgabe der Times auf ein Rad, das sich mit hoher Geschwindigkeit drehen konnte. Mit einem Funken beleuchtete er die Zeitungsseite kurz und fotografierte einen kleinen Ausschnitt der sich schnell bewegenden Zeitung. Auf dem entwickelten Negativ konnte der Zeitungstext problemlos gelesen werden, die Bewegung des Objekts war erfolgreich eingefroren worden und die Hochgeschwindigkeitsfotografie war »geboren«.

Gemäß High Speed Photography and Photonics, S. 9, herausgegeben von Sidney F. Ray, 1997, Focal Press (SPIE Neuauflage 2002 ISBN 0-8194-4527-4).

Chronofotografie und Zeitlupenkamera - Faszination der Bewegung

Das neue Medium Foto reizte schon bald zum Einsatz im Unterhaltungsbereich aber auch in der Wissenschaft. Eine alte Frage wurde schon früh mit per Reißleinen zeitversetzt nacheinander ausgelösten Plattenkameras enträtselt.

Denn schon lange hatte man vermutet, dass es beim Galopp eines Pferdes eine Phase gibt, in der kein Huf den Boden berührt. Doch erst Eadweard James Muybridge erbrachte 1878 den fotografischen Beweis. Damit legte er den Grundstein für die fotografische Bewegungsanalyse basierend auf dem Prinzip der Zeitdehnungskamera.

Hochgeschwindigkeitsfotografie und Stroboskopie

Der wohl mit Abstand bekannteste High-speed Fotograf und Pionier dürfte Dr. Harold Eugene Edgerton (1903-1990) gewesen sein. In seiner Tätigkeit als Professor am MIT hat er viele Hochgeschwindigkeitskameras und andere Spezialkameras entwickelt. Auch viele der dafür nötigen Stroboskope und Beleuchtungseinrichtungen entwarf er selbst.
Zahlreiche seiner Aufnahmen kann man z.B. mit dem Begriff edgerton bei einer Internet-Bildsuche finden.
Daneben brachte er noch zahlreiche weitere bahnbrechende Aufnahmetechniken voran.

Spezialeffekte mit Hochgeschwindigkeitsfotografie

Fotografie

Der mit solchen Spezialaufnahmen verbundene Aufwand, die nötige Geduld und die erforderlichen Feinarbeiten und Tricks, sind nicht zu unterschätzen.

Spezialeffekte, P.M. 8/1984

Viele Leute meinen, sie hätten schon einmal eine Glühbirne explodieren sehen. Doch selbst wenn man davon etwas mitbekäme, richtig sehen könnte man es nicht. Der Vorgang läuft für das menschliche Auge einfach viel zu schnell ab. Einen interessanten Einblick vermittelt die inszenierte Aufnahme des englischen Fotografen Jay Myrdal.

Zur perfekten Illusion hat er dazu drei Aufnahmen von verschiedenen Zeitpunkten und Situationen übereinander gelegt. Zuerst ein Foto mit einer langer Belichtungszeit von einigen Sekunden, welches nur die Lampenfassung und die spezielle Glühwendel ohne Glaskolben zeigt. Die beiden anderen Fotos wurden dann mit dem aufgesetzten Glaskolben aufgenommen, der er mit einer Luftgewehrkugel zerschossen wurde. Im zweiten Foto wurden die weg fliegenden Splitter durch einen längeren Blitz (Dauer 1/200 Sekunde) nur verwischt aufgenommen, während im dritten Foto ein extrem starker Kurzzeitblitz (Dauer 1/10 000 Sekunde) ihre Bewegung einfror und sie gestochen scharf abbildete.

Für die Aufnahme auf dem Titelbild waren mehr als 50 Versuche nötig. Den Aufwand der dahinter steckt, kann man erst erahnen, wenn man sich bewusst macht, dass jede Glühbirne erst mühsam und mit größter Sorgfalt präpariert werden musste. Die Glühbirnen wurden dafür regelrecht zerlegt. Man löste zunächst den Glaskolben vorsichtig vom Lampensockel. Dann wurde die Glühwendel durch eine handgefertigte Spezialglühwendel ersetzt, die verdeckt an einen außerhalb des Bildes stehenden Transformator angeschlossen wurde. Die offene Glühbirne wurde mehrere Sekunden betrieben und die glühende Wendel durch einen Spezialfilter fotografiert. Danach erst wurde der Glaskolben wieder übergestülpt, bevor man ihn mit einer Luftgewehrkugel zerschoss.

Als Auslöser für die beiden Blitzgeräte für Foto zwei und drei diente ein Mikrofon, welches das Zersplittern registrierte. Um zu vermeiden, dass die Luftgewehrkugel noch mit auf die Fotos kam, verzögerte eine elektronische Schaltung das Startsignal für die Blitzgeräte um so viel, bis das Geschoss rechnerisch den Bildausschnitt verlassen haben musste.

Gemäß P.M. (Peter Mosleitners interessantes Magazin) in: Die Kunst »unmögliche« Bilder zu schießen, Heft 8/84, Seite 56ff.

Für interessante Aufnahmen mit zerstörten Glühbirnen siehe auch http://homepage.univie.ac.at/Peter.Wienerroither/pwfogx/20060909-009.htm.

Time Slice (oder Bullet Time) - Kamera Array Technik

Der aufregende - zu deutsch - Zeitscheiben-Effekt ist aus dem Spielfilm Matrix, sowie Werbefilmen und zahlreichen Dokumentarfilmen wohlbekannt. Das Objekt steht (mehr oder weniger) still, während es vom Blick des Zuschauers fixiert oder sogar umkreist wird. Denkbar ist auch der Einsatz als dramatischer Zeiteffekt mit stufenlosem Übergang von Normalgeschwindigkeit auf Superzeitlupe.
Realisiert mit einer großen Anzahl gegebenenfalls im Bogen angeordneter (Foto-) Kameras, die geplant gleichzeitig oder verzögert, eine nach der anderen, ausgelöst werden. Und nicht enden wollender Bildverarbeitung und Nachbearbeitung.
Siehe z.B. Timeslicefilms.com.

Superzeitlupe

Der Übergang zu Bewegtbildern ist also fließend. Die eigentlich eher aus dem Studiobereich (Beleuchtung!) kommende Technik primär für Tier- und Werbeaufnahmen verbreitet sich auch im Außenbereich - im TV, im Film und im Sport. (Oft bemerkt man dann das Pumpen der künstlichen Beleuchtung.) Zur Wahrung des Bewegungseindrucks werden hauptsächlich Aufnahmefrequenzen von einigen hundert Bildern pro Sekunde eingesetzt.

Die Techniken von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen

Stalex Film-Hochgeschwindigkeitskamera: 3 000 Bilder/sek

Demnach gibt es verschiedene Konzepte um Aufnahmen schneller Vorgänge zu machen. Auswahlkriterien sind z.B. Aufnahmefrequenzen, Lichtempfindlichkeit, Einzelbilder/Sequenzen, Auflösung/Farbtiefe, Archivierungsmöglichkeit, Auswertung sofort vor Ort, ... und natürlich der Aufwand und die Kosten.

Dabei ist man keineswegs nur auf den sichtbaren Bereich des Spektrums beschränkt. Es gibt auch spezielle Hochgeschwindigkeitskameras, die im Infrarotbereich aufnehmen können. Damit lässt sich z.B. die Erwärmung durch Biegebeanspruchung sichtbar machen. Auch sind Hochgeschwindigkeitskameras für Anwendungen im Röntgenbereich erhältlich.

Eine Menge sehr spezieller Ausrüstung kommt zum Einsatz. Beispielsweise dreht ein sogenannter flight follower die Kamera mit einer abgeschossenen Granate mit, um das Objekt für einige Zeit zu verfolgen.

Generell kann man sagen: Einzelbildsysteme (= Foto) eignen sich nur bedingt zum Einsatz in der Bewegungsanalyse. Kinematografische (= Film, Ciné) Systeme liefern höchste Qualität, aber benötigen (extrem) viel Licht (gehen Sie von etlichen 10 kW bei einem Crashtest mit 1 000 bis 3 000 Bilder/sek aus) und die Filme müssen erst noch entwickelt werden. Aufnahmen von Festkörpersystemen (= CCD, CMOS) sind sofort verfüg- und auswertbar sowie leichter archivierbar, beginnen aber erst seit etwa der Jahrtausendwende die hohe Auflösung von Filmsystemen zu bieten.

Hochgeschwindigkeitsfotografie

Verwendet werden standardmäßige Foto- oder Videokameras. Der richtige Zeitpunkt wird üblicherweise mit einem automatischen Trigger (Lichtschranke, Mikrofon, elektrischer Kontakt, etc.) und viel Geduld ermittelt. Mit kurzen Belichtungszeiten werden Bewegungen eingefroren. Laserblitzer erlauben z.B. Belichtungszeiten unterhalb Femtosekunden (= 1/1 000 000 000 000 000 sek; zu viel des Guten für übliche Anwendungen ;-). Aber die Auswertung eines Bewegungsablaufs ist kaum möglich, da zwischen den einzelnen Aufnahmen zu viel Zeit vergeht.
Manchmal ist Abhilfe mittels Stroboskopeffekt und Mehrfachbelichtung oder Kaskadierung von Kameras möglich. Es besteht auch die Möglichkeit bei einer Aufnahme mit vergleichsweise extra langer Belichtungszeit die Bahnen von am Objekt befestigten Leuchtmarkierungen zu verfolgen.
Typischer Einsatz: Forschung, Werbung.

Stroboskopie

Spezielle Blitzgeräte mit kurzer Blitz- und Wiederaufladedauer ermöglichen vor allem bei zyklischen Bewegungen (Schwingungen, Rotation) gewisse Aufschlüsse. Die maximale Blitzfrequenz herkömmlicher Lampen-Stroboskope liegt aber kaum über 1 000 Blitze/sek, bei einer kürzesten Belichtungszeit von ca. 10 bis 30 Mikrosekunden. LEDs (Leuchtdioden) sind hierbei schneller. Und es muss natürlich sonst dunkel sein! Ruhende Partien drohen zudem überbelichtet zu werden.
Trick: Man versucht die Blitzfrequenz synchron zum zyklischen Ereignis einzustellen, z.B. auf m Umdrehungen + x°. Blitzt man z.B. ein Zahnrad jede Umdrehung plus x° an, ergibt sich eine scheinbare Auflösung von x°. Natürlich kann x auch Null sein, dann gibt es scheinbar ein Standbild. (Bei m Umdrehungen - x° kommt es zum bekannten Kutschenrad-Effekt, siehe [SloMo Freq.].) Wenn allerdings zwischen den wahrnehmbaren Blitzen etwas signifikantes passiert - das Auge kann nur etwa 10 bis 15 Bilder/sek auflösen - hat man verloren.
Typischer Einsatz: Einstellarbeiten an Maschinen.

Standard Film- und Videotechnik

Professionelle TV-, Film- und Videokameras erreichen Belichtungszeiten von unter 1/100 000 sek, allerdings nur bei einer Bildfrequenz von 16 bis 24 Bilder/sek (Film) bzw. 25 Bilder/sek (= 50 Halbbilder/sek; PAL, SECAM) und knapp 30 Bilder/sek (= 59,94 Halbbilder; NTSC). Die kurzen Belichtungszeiten frieren die Bewegungen zwar ein, die niedrige Bildfrequenz führt aber zur ruckhaften Bildwiedergabe.
Bei der sogenannten Super Motion im Fernsehen wird mit der dreifachen Nennfrequenz, also 75 Bilder/sek bei PAL, aufgenommen.
Im Film arbeitet man mit schnell laufenden 16 mm und 32 mm Filmkameras, die ca. 125 bis 250 Bilder/sek liefern.
Typischer Einsatz: Zeitlupe bei Sportübertragungen, sogenannte Slow Motion; Spezialeffekte im Film.

Überarbeitete/erweiterte Film- und Videotechnik

Modifiziert man Standardkameras, speziell durch Übertaktung, und reduziert man ihre Auflösung (Halb-/Teilbilder, Mehrfachbelichtung) erreicht man Bildfrequenzen um ca. 250 Bilder/sek bei noch erträglicher Qualität. Als Aufzeichnungsmedium sind vor allem in den USA entsprechende Videorekorder auf dem Markt. Nebenbei: Ab Frequenzen von über 160 Bilder/sek und wenigstens einer Serie von drei Aufnahmen oder von 125 Bilder/sek bei einer Belichtungszeit von unter einer Mikrosekunde spricht man von Hochgeschwindigkeits-Kinematografie bzw. Hochgeschwindigkeits-Videografie (kurz: High Speed Video). (Zu den Werten vgl. z.B. EU Dual Use Verordnung Ausfuhrliste Abschnitt C, 6A003.)

Die Grenzen zu echten Hochgeschwindigkeitskameras sind natürlich fließend. Speziell in letzter Zeit gelangen vermehrt Sensoren aus dem Bildverarbeitungssektor mit entsprechenden Bildfrequenzen (einige wenige 100 Bilder/sek mit Auflösungsreduktion) auf den Markt. Zum Teil erlauben diese Systeme, falls die Datenrate nicht zu hoch ist, also Auflösung und Bildfrequenz im Rahmen bleiben, die Bilddaten ohne Zwischenpufferung über längere Zeit direkt auf die Festplatte des Steuerrechners, z.B. eines Notebooks, zu schreiben, sogenanntes Streaming. Bei den gängigen Schnittstellen wie USB 2.0, FireWire IEEE 1394, CameraLink, Gigabit Ethernet, ... funktioniert das derzeit mit ca. VGA-Auflösung und ca. 100 bis 200 Bilder/sek.
Um allerdings eine tonfrequente Schwingung optisch zu analysieren (z.B. ein quietschendes Ventil) braucht man jedoch Frequenzen weit darüber.
Typischer Einsatz: Biomechanik (Bewegungsanalyse), Einstellarbeiten an Maschinen.

Hochgeschwindigkeits-Film- und Videotechnik

Spezielle Mechaniken/Optiken und Elektronik (Getriebe, Greifmechaniken für intermittierenden und Rotationsprismen zur Bildnachführung für kontinuierlichen Betrieb bzw. segmentierte und schnelle CCD oder CMOS Bildsensoren) erlauben ca. 500 bis über 5 000 Bilder/sek in Megapixel-Qualität, bei Teilbelichtung und/oder Auflösungsreduktion auch weit über 10 000 Bilder/sek bis über 1 000 000 Bilder/sek.
Aufzeichnungsmedien sind 16, 35 und 70 mm Filme bzw. elektronische Speicherprodukte und sogar magnetisches Bandmaterial. Die Filmkameras zeigten bis etwa zur Jahrtausendwende und teilweise auch noch heute eine unschlagbare Auflösung, aber die digitalen CCD/CMOS Systeme sind wesentlich einfacher zu handhaben, benötigen keine Anlaufphase, arbeiten quarzstabil und die Aufnahmen sind sofort verfügbar.

Hochgeschwindigkeitskamera HYCAM

Links: Funktionsschema der Redlake HYCAM Rotationsprismenkamera. Sie macht bis zu 10 000 Bilder/sek auf 16 mm Film, bzw. 48 000 Bilder/sek im 1/4-Format.
Für die Erklärung der Funktionsbaugruppen und der Legende bitte auf die Abbildung oder [SloMo HYCAM] klicken.

High-speed Matrixsensor Schaltkreis

Rechts: Frame-Transfer CCD Sensor HS0512JAQ von EG&G Reticon: 512 x 512 Pixel bei mehr als 1 000 Bilder/sek, mit reduzierter Auflösung über 4 000 Bilder/sek; 16 Segmente = 16 parallele Auslesekanäle anstatt, wie üblich, nur eines einzigen.
Das dunkle Quadrat in der Mitte ist die optisch aktive Fläche mit einer Seitenlänge von 8,19 mm, Pixelgröße 16 x 16 Mikrometer². Das braune Rechteck ist das Keramikgehäuse in das der Sensor, überdeckt von einer Glasplatte, eingeklebt ist. Die metallischen Anschlüsse glänzen goldfarben, die Sensorelektronik silbern.

Die Aufnahmedauer beträgt üblicherweise nur bis zu einigen Sekunden, bedingt durch den großen Bild- bzw. Speicherbedarf und den erforderlichen schnellen Zugriff.
Typischer Einsatz: Automobilindustrie (Crashtest), Sportbiologie (Bewegungsanalyse), Industrie (Einstellarbeiten).

Ultra-Hochgeschwindigkeitskameras

In Trommelkameras wird ein auf einem rotierenden Zylinder aufgespannter Film am Objektiv vorbeigeführt. Die Aufnahmefrequenz kann 100 000 Bilder/sek deutlich überschreiten. Obwohl der Trommeldurchmesser bis über einen Meter betragen kann, ist die Anzahl der Bilder jedoch vergleichsweise gering, da lediglich eine Trommelumdrehung genutzt werden kann. Es gibt auch Konstruktionen bei denen der Film durch CCD oder CMOS Sensoren ersetzt ist.

In einer Drehspiegelkamera ruhen die Bildaufnehmer, normalerweise ein in einer Art Trommel aufgespannter Film. Mit einem schnell rotierenden Spiegel werden die im Teilkreis angeordneten Bildaufnehmer oft sogar über separate Optiken belichtet. So verfügt jedes Einzelbild über ein eigenes Objektiv. Je nach verwendetem optischen System sind Aufnahmefrequenzen von über 1 Million Bilder/sek möglich. Der Rekord liegt angeblich bei über 30 Milliarden Bilder/sek. Damit, so wird jedenfalls behauptet, sei die Ausbreitung eines Lichtstrahls verfolgbar.
Die Apparatur kann zwar vorher auf Aufnahmegeschwindigkeit gebracht werden (= Synchronisierung), die Aufnahmeauslösung (= Triggerung) jedoch ist schwierig, da die Filme selten aus mehr als um die hundert Bildern bestehen. Die Kameras und Zubehör füllen oft leicht einen Raum.
Typischer Einsatz: Laborforschung (Entladungen, Zündungen, Nuklear- und Teilchenphysik).

Single Shot, Framing und Sequenzkameras

Speziell entworfene Kameras, die im kurzen zeitlichen Abstand (fallweise Mikrosekunden bis herab zu Nanosekunden) eine kurze Sequenz von typisch weniger als 10 aufeinanderfolgender Aufnahmen machen. Dann nennt man sie auch High-speed Framing oder nur Fast-Framing Kameras. Echte Single Shot Kameras machen nur ein oder wenige Bilder, aber mit extrem kurzer Belichtungsdauer und geringem zeitlichem Abstand zwischen den einzelnen Aufnahmen. Aufbau aus mehrfach belichteten oder mehrfach vorhandenen standardmäßigen Videokamera-Sensoren oder Fotofilm. Oft wird der Sensor während der Aufnahme gleich als Bildspeicher benutzt.
Natürlich kann man auch gewöhnliche Einzelbildkameras oder phasenversetzt angesteuerte Videokameras kaskadieren. So finden selbst Sofortbild(!)-Kameras, manchmal mit jeweils eigener Optik in ein und dasselbe Gehäuse integriert, Verwendung. (Manchmal werden auch Hochgeschwindigkeitskameras mit längeren Aufzeichnungsmöglichkeiten als Sequenzkameras bezeichnet. Wohl um der auf wenige Sekunden begrenzten Aufnahmedauer Rechnung zu tragen.)
Typischer Einsatz: Zündvorgänge, militärische Forschung, Fotofinish im Sport.

Zeilenkameras

Diese Kameras haben keinen flächigen Sensor (FPA = focal plane array), sondern nur eine einzige lichtempfindliche Zeile. Bewegt sich das Objekt an ihr vorbei kann man aus den zeilenweisen Abtastungen elektronisch wieder ein flächiges Bild zusammensetzen. Die Zeilen-Abtastfrequenz ist ziemlich hoch, jedoch nicht die Aufnahmerate der zusammengesetzten Bilder. Somit wird ein Bild aber nicht zu einem definierten und einheitlichen Zeitpunkt aufgenommen (Prinzip »Rollender Verschluss« oder »Rollender shutter«).
Typischer Einsatz: Qualitätsüberwachung an Förderbändern.

Streakkameras

Im Gegensatz zu normalen Kameras haben diese oft sehr schnellen Kameras keinen Verschluss um Einzelbilder zu machen. Sie reihen also nicht Fotos aneinander, sondern der Film läuft kontinuierlich, mit ca. 1 bis über 75 m/sek, durch und wird kontinuierlich belichtet. Dadurch gehen die Bilder nahtlos ineinander über und es entsteht kein Foto sondern Zeitverläufe/-diagramme. In der Regel wird die Zeitachse (= Abrollgeschwindigkeit) konstant gehalten.
Häufig macht man von der Möglichkeit Gebrauch einen ruhenden Bildaufnehmer mit einer schnell beweglichen Schlitzblende zu belichten. Man lenkt das Schlitzbild elektro-optisch in einer Bildwandlerröhre (Wandlung Photonen in Elektronen) so ab, dass es über eine Mattscheibe streicht wie der Elektronenstrahl in einer Bildröhre (Rückwandlung Elektronen in Photonen). Dieses Bild wird dann auf den Film/Sensor übertragen. Es ergibt sich eine feste Korrelation zwischen dem Aufnahmezeitpunkt und dem Ort auf dem Film/Sensor.
Mit speziellen Modellen und Aufbauten dieses Kameratyps kann die 1 000 Milliarden Bilder/sek Grenze erreicht werden und tatsächlich die Visualisierung eines sich ausbreitenden Lichtstrahls gelingen. Bei der anschließenden Bildaufbereitung ist dafür aber ordentlich Rechnerpower gefragt.
Typischer Einsatz: Schlieren und synchro-ballistische Aufnahmen, militärische Forschung, Fotofinish im Sport.

Zeitrafferkameras

Eigentlich keine Hochgeschwindigkeitskameras, sondern umgekehrt betriebene (Zeitlupen-) Kameras. Im definierten zeitlichen Abstand werden Einzelbilder aufgenommen. Der Film, bzw. die Bilder, werden anschließend schneller abgespielt als aufgenommen, eben zeitlich gerafft. Im Prinzip kann man das mit jedem Fotoapparat oder Camcorder realisieren, beispielsweise ganz einfach mit der »Vorlauf«-Funktion.
Typischer Einsatz: Analyse von langsamen Wachstums- und Umwandlungsvorgängen (z.B. sprießender Keimling, Korrosion).

Einen Sonderfall stellt die sogenannte Stop-Motion Tricktechnik dar. Sollen Puppen oder Fahrzeugmodelle in einem Spielfilm animiert dargestellt werden, nimmt man die einzelnen Bewegungsphasen als Standbild/Foto auf, schneidet sie zusammen und lässt sie im Film mit vermeintlich normaler Geschwindigkeit ablaufen. Das Verfahren ist sehr zeitaufwändig und konkurriert mit der digitalen Animation und Bildverarbeitung.
Typischer Einsatz: Animierte Monster- und Fabelwesen in Fantasy und Science-Fiction Filmen (z.B. Reittiere und Schreitpanzer im Spielfilm Das Imperium schlägt zurück).

Zeitlupensoftware

Bildverarbeitungsprogramme, die aus den existierenden Bildern einer Videoaufzeichnung Zwischenbilder interpoliert und vornehmlich eingesetzt werden um ein gefälligeres Abspielen mit weniger Ruckeln zu ermöglichen.
Ereignen sich jedoch plötzliche Änderungen bzw. wird der Abstand zwischen den aufgenommenen Bildern zu lang, findet das Verfahren sehr schnell seine Grenzen. Zur Bewegungsanalyse ist es deswegen nur sehr bedingt geeignet.
Typischer Einsatz: Glättung der Bewegungsabläufe bei Stop-Motion Animationen und Bildverarbeitung für Motion Capturing (dt.: Bewegungs-/Bahnverfolgung).